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21 亿年前,多细胞生命就已出现?一项新研究引发争议

SF中文 2024/8/11 18:01:04 责编:梦泽

本文来自微信公众号:SF 中文(ID:kexuejiaodian),作者:SF

通常认为,自大约 40 亿年前,生命首次在地球上出现之后,生命的演化过程一直非常缓慢。直到距今 6 亿年前,在 30 多亿年的时间里,地球生命一直以肉眼不可见的微型、简单的微生物形式存在,而复杂生物存在的历史可能只有 6 亿多年。但是,最新的一项研究可能要颠覆这个时间线。

文 | 乔治娜・兰纳德(Georgina Rannard)

编译 | 闻静

视觉设计 | 李梅

埃迪卡拉纪是前寒武纪的最后一个年代,在埃迪卡拉纪的海洋中,大型多细胞生物已经占主导地位了。传统观点认为,在埃迪卡拉纪开始之前(6.35 亿年前),地球上的生命一直是以小型单细胞原核生物为主。

近期,一个国际科研团队在《前寒武纪研究》(Precambrian Research)杂志上发表了他们的最新研究成果,表示他们发现了一些新证据可以支持自己的观点,即地球上复杂生命的出现时间可能比此前所认为的早 15 亿年。

1、备受争议的新观点

这个科研团队在非洲加蓬弗朗斯维尔(Franceville)地区的岩层中发掘出一些化石,并根据这些化石反演出了在约 21 亿年前,当地的环境是适合动物生存的。科学家认为,这些动物生活的范围仅限于内海,没有在全球范围内活动的迹象,并且最终都灭绝了。

这些想法与传统思维大相径庭,并非所有科学家都同意。大多数地质学家认为,地球上的复杂生命(如动物)大约始于 6.35 亿年前。

这项研究还加剧了一场持续已久的争论,即在加蓬弗朗斯维尔发现的这些古老沉积物是否真的是化石。为了尽量规避这个争议,在这项研究中,科学家还观察了这些沉积物周围的岩石(围岩),试图寻找可以证明在当时的海水中,存在生命必需的氧气和磷等营养物质的证据。

新研究的负责人、英国加的夫大学的欧内斯特・希・弗鲁(Ernest Chi Fru)教授表示,如果这个新结论能被证实,那么当时的生命形式应该类似于黏菌 —— 一种用孢子繁殖的真核微生物,介于动物和真菌之间。

而伦敦大学学院的一位未参与这项研究的教授格雷厄姆・希尔兹(Graham Shields)持保留意见。希尔兹表示:“我并不反对 21 亿年前营养物质含量较高的观点,但我不认为这就能促成复杂生命的多样化。”要证明当时存在复杂生命多样化,可能还需要更多的证据。

2、复杂生命的出现和消失可能都是因为内海

希・弗鲁表示,他们的工作有助于证明“复杂生命可能比以前认为的更早”这个想法。他说:“看,这里有化石、有氧气,说明当时的环境刺激了第一个复杂生物体的出现。”

“复杂生命可能比以前认为的更早”这个想法可能最早出现在大约 10 年前。当时,科学家在弗朗斯维尔发现了一种特殊的沉积构造,并根据弗朗斯维尔的名字,将其命名为 Francevillian 建造。希・弗鲁团队表示,Francevillian 建造由化石组成,这些化石能表明当时的生命可以自行“摆动”和移动。

但是,并非所有科学家都接受这个解释。在新研究中,为了能找到更多证据来证明自己的观点,希・弗鲁团队分析了从围岩中钻取的沉积物岩心。结果显示,在 Francevillian 建造出现之前,这里已经形成了一个可孕育生命的“实验室”。

他们认为,之所有有高水平的氧气和磷,是因为西非刚果克拉通、南美圣弗朗西斯科克拉通这两大古陆块在水下碰撞,并引发了火山活动。板块碰撞隔绝了一部分海域,形成了“营养丰富的浅海内海”。

希・弗鲁表示,这种受保护的环境具备进行光合作用的条件,进而大大提高了海水的氧气含量。他说:“于是,海水便能提供足够的能量来促进生物体形变大,以及出现具备复杂行为的原始、简单的类动物生命形式,比如在这一时期的化石中发现的那些。”

但希・弗鲁也表示,由于没有足够的新营养素来维持食物供应,孤立的环境也是导致这种生命形式灭绝的原因。

3、新老观点都需要更多的证据

伦敦自然历史博物馆的博士生埃利亚斯・鲁根(Elias Rugen)没有参与这项研究,但他支持这项研究里的一些发现。“这个地点出现如此高水平的海洋碳、氮、铁和磷循环,在地球历史上是前所未有的,”他说,“不过,复杂生命不可能在 20 亿年前就出现了并繁衍生息这一点,还是无法动摇的。”但他补充说,这样的结论也需要更多的证据。

希・弗鲁则表示:“我们通过化石看到的景象,与 6.35 亿年埃迪卡拉纪时期相似,这在一定程度了支持了我们的观点。并且,这项研究可以帮助我们了解自己都是从哪里来的。”

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关键词:生物

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